DE60100077T2 - A process for the production of poly (urethane-urea) / addition polymer composite particles - Google Patents
A process for the production of poly (urethane-urea) / addition polymer composite particlesInfo
- Publication number
- DE60100077T2 DE60100077T2 DE60100077T DE60100077T DE60100077T2 DE 60100077 T2 DE60100077 T2 DE 60100077T2 DE 60100077 T DE60100077 T DE 60100077T DE 60100077 T DE60100077 T DE 60100077T DE 60100077 T2 DE60100077 T2 DE 60100077T2
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- urea
- poly
- urethane
- solution
- prepolymer
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
- C08G18/00—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
- C08G18/06—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
- C08G18/28—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen characterised by the compounds used containing active hydrogen
- C08G18/65—Low-molecular-weight compounds having active hydrogen with high-molecular-weight compounds having active hydrogen
- C08G18/66—Compounds of groups C08G18/42, C08G18/48, or C08G18/52
- C08G18/6633—Compounds of group C08G18/42
- C08G18/6637—Compounds of group C08G18/42 with compounds of group C08G18/32 or polyamines of C08G18/38
- C08G18/664—Compounds of group C08G18/42 with compounds of group C08G18/32 or polyamines of C08G18/38 with compounds of group C08G18/3203
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08F—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
- C08F283/00—Macromolecular compounds obtained by polymerising monomers on to polymers provided for in subclass C08G
- C08F283/006—Macromolecular compounds obtained by polymerising monomers on to polymers provided for in subclass C08G on to polymers provided for in C08G18/00
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
- C08G18/00—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
- C08G18/06—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
- C08G18/08—Processes
- C08G18/0804—Manufacture of polymers containing ionic or ionogenic groups
- C08G18/0819—Manufacture of polymers containing ionic or ionogenic groups containing anionic or anionogenic groups
- C08G18/0823—Manufacture of polymers containing ionic or ionogenic groups containing anionic or anionogenic groups containing carboxylate salt groups or groups forming them
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
- C08G18/00—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
- C08G18/06—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
- C08G18/08—Processes
- C08G18/0838—Manufacture of polymers in the presence of non-reactive compounds
- C08G18/0842—Manufacture of polymers in the presence of non-reactive compounds in the presence of liquid diluents
- C08G18/0847—Manufacture of polymers in the presence of non-reactive compounds in the presence of liquid diluents in the presence of solvents for the polymers
- C08G18/0852—Manufacture of polymers in the presence of non-reactive compounds in the presence of liquid diluents in the presence of solvents for the polymers the solvents being organic
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
- C09D175/00—Coating compositions based on polyureas or polyurethanes; Coating compositions based on derivatives of such polymers
- C09D175/04—Polyurethanes
- C09D175/06—Polyurethanes from polyesters
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Polymers & Plastics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Wood Science & Technology (AREA)
- Polyurethanes Or Polyureas (AREA)
- Developing Agents For Electrophotography (AREA)
- Adhesives Or Adhesive Processes (AREA)
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
- Paints Or Removers (AREA)
Abstract
Description
Diese Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Poly(urethan-harnstoff)/Additionspolymer-Verbundteilchen, bei dem man keine viskosen Materialien handhaben muß, sowie ein Verfahren zur Herstellung von ggf. lösemittelfreien wäßrigen Dispersionen der Verbundteilchen. Die Verbundteilchen weisen äußere Bereiche auf, die Poly(urethan-harnstoff), ggf. mit einigen ionischen Carboxylatgruppen, enthalten, und innere Bereiche, die Additionspolymer enthalten. Kommerzielle Polyurethane enthalten zusätzlich wichtige Harnstoffeinheiten, und daher wird der Begriff "Poly(urethan-harnstoff)" in dieser Beschreibung verwendet, um diesem Umstand Rechnung zu tragen. Additionspolymere sind Polymere (einschließlich Copolymerer), die sich von der radikalischen Additionspolymerisation von ethylenisch ungesättigten relativ hydrophoben Monomeren, wie Acryl- (einschließlich Methacryl)estern, Vinylestern (normalerweise Vinylcarboxylaten) oder Styrol ableiten. Die Erfindung betrifft auch wäßrige Anstrichzusammensetzungen sowie Klebstofformulierungen, die die Verbundteilchen enthalten. Heutzutage erfordern Umweltgesichtspunkte zunehmend eine Minimierung oder vorzugsweise totale Vermeidung von organischem Lösemittel in wäßrigen Dispersionen Von Teilchen dieses Typs. Von organischen Lösemitteln freie Dispersionen wären nützlich in Klebstofformulierung sowie Anstrichzusammensetzungen für Holz, Beton, Gips, Glasfaser und Kunststoffoberflächen des Typs, wie sie in Gebäuden angetroffen werden, sowie Metalloberflächen des Typs, wie man sie in Motorfahrzeugen antrifft.This invention relates to a process for preparing poly(urethane-urea)/addition polymer composite particles that does not require handling of viscous materials, and to a process for preparing optionally solvent-free aqueous dispersions of the composite particles. The composite particles have outer regions containing poly(urethane-urea), optionally with some ionic carboxylate groups, and inner regions containing addition polymer. Commercial polyurethanes additionally contain important urea units, and therefore the term "poly(urethane-urea)" is used in this specification to reflect this fact. Addition polymers are polymers (including copolymers) derived from the radical addition polymerization of ethylenically unsaturated relatively hydrophobic monomers such as acrylic (including methacrylic) esters, vinyl esters (usually vinyl carboxylates) or styrene. The invention also relates to aqueous paint compositions as well as adhesive formulations containing the composite particles. Today, environmental considerations increasingly require minimization or preferably total avoidance of organic solvent in aqueous dispersions of particles of this type. Organic solvent-free dispersions would be useful in adhesive formulations as well as paint compositions for wood, concrete, plaster, fiberglass and plastic surfaces of the type found in buildings and metal surfaces of the type found in motor vehicles.
Die US-Patent-Beschreibung US 4 644 030 (veröffentlicht 1987) beschreibt eine Technik zur Herstellung von Poly(urethan-harnstoff)/Additionspolymer-Verbundteilchen, bei der ein hochmolekulargewichtiges Polyurethan-Präpolymer zuerst dadurch hergestellt wird, daß man Diol und Diisocyanat in additionspolymerisierbaren hydrophen Monomeren auflöst, die als ein hydrophobes flüchtiges organisches Lösemittel wirken, worauf das Diol und das Diisocyanat exotherm miteinander reagieren, um eine viskose Lösung eines hochmolekulargewichtigen Präpolymers in dem hydrophen Monomer zu bilden. Nachdem die Bildung des Präpolymers abgeschlossen ist, wird die Lösung des Präpolymers im hydrophen Monomer in Form feiner Tröpfchen in Wasser dispergiert. Das Präpolymer in den Tröpfchen unterliegt einer Kettenverlängerung unter Bildung von Poly(urethan-harnstoff), und die additionspolymerisierbaren Monomere werden einer Additionspolymerisation unterzogen, um Additionspolymer zu erzeugen, und die beiden vereinigen sich unter Bildung von Poly(urethan-harnstoff)-Verbundteilchen.US Patent Specification US 4 644 030 (published in 1987) describes a technique for preparing poly(urethane-urea)/addition polymer composite particles in which a high molecular weight polyurethane prepolymer is first prepared by reacting diol and diisocyanate in addition polymerizable hydrophobic monomers which act as a hydrophobic volatile organic solvent, whereupon the diol and diisocyanate react exothermically to form a viscous solution of a high molecular weight prepolymer in the hydrophobic monomer. After formation of the prepolymer is complete, the solution of the prepolymer in the hydrophobic monomer is dispersed in water as fine droplets. The prepolymer in the droplets undergoes chain extension to form poly(urethane-urea), and the addition polymerizable monomers undergo addition polymerization to produce addition polymer, and the two combine to form poly(urethane-urea) composite particles.
Bei der Technik gemäß US 4 644 030 gibt es zwei Probleme. Das erste besteht darin, daß die Grenzviskosität des Präpolymers in dem Monomer hoch ist, weshalb man beim Dispergieren im Wasser Schwierigkeiten hat, die Lösung zu feinen Tröpfchen zu scheren, oder diese Stufe des Verfahrens ist beschränkt auf eine Durchführung bei hohen Temperaturen und/oder niedrigen Konzentrationen an Präpolymer. Idealerweise sollte die Viskosität der Präpolymer/Monomerlösung bei Raumtemperatur (sagen wir 18ºC) deutlich unter 1 Pa·s liegen. Das zweite Problem liegt darin, daß die Reaktion zwischen dem Diol und dem Diisocyanat exotherm ist, weshalb ein Risiko besteht, daß eine vorzeitige Additionspolymerisation der additionspolymerisierbaren Monomeren an einem lokalen "hot spot" ausgelöst werden kann, besonders wenn die Lösung heiß gehalten werden muß, um ihre Viskosität niedrig zu halten.There are two problems with the technique of US 4,644,030. The first is that the intrinsic viscosity of the prepolymer in the monomer is high, so that when dispersing in water one has difficulty in shearing the solution into fine droplets, or this stage of the process is limited to being carried out at high temperatures and/or low concentrations of prepolymer. Ideally the viscosity of the prepolymer/monomer solution should be well below 1 Pa·s at room temperature (say 18ºC). The second problem is that the reaction between the diol and the diisocyanate is exothermic, so there is a risk that premature addition polymerization of the addition polymerizable monomers can be initiated at a local "hot spot", especially if the solution has to be kept hot to keep its viscosity low.
Ein in weitem Umfang kommerziell angewandtes alternatives Verfahren zu dem gemäß US 4 644 030 greift auf die Verwendung von Lösungen des Präpolymers in heißen hochwirksamen, nicht polymerisierbaren organischen Lösemitteln zurück, wobei derartige Lösemittel notwendigerweise unangenehme Eigenschaften aufweisen. Ein typisches kommerzielles Verfahren, bei dem hochwirksame Lösemittel verwendet werden, beginnt mit einer Reaktion von aliphatischen Diisocyanaten (obwohl diese teurer sind als ihre aromatischen Analogen) mit Dimethylolpropionsäure (die ebenfalls teuer ist), um das Polyurethan-Präpolymer gelöst in dem organischen Lösemittel herzustellen. Das Lösemittel muß aprotisch sein, um gegenüber dem Isocyanat inert zu sein, und es muß außerdem mit Wasser mischbar sein, Was in der Praxis zur Auswahl von N- Methylpyrrolidon führt, obwohl dieses ein haut- und augenreizendes Mittel ist. Außerdem verwendet das Verfahren Triethylamin als neutralisierende Base, obwohl dieses scharf und übelriechend ist, und es verwendet auch Hydrazin als Kettenverlängerer, obwohl dies karzinogen ist. N-Methylpyrrolidon A widely commercially used alternative process to that according to US 4 644 030 relies on the use of solutions of the prepolymer in hot, highly effective, non-polymerizable organic solvents, such solvents necessarily causing unpleasant properties. A typical commercial process using high-efficiency solvents begins with a reaction of aliphatic diisocyanates (although these are more expensive than their aromatic analogues) with dimethylolpropionic acid (which is also expensive) to produce the polyurethane prepolymer dissolved in the organic solvent. The solvent must be aprotic to be inert to the isocyanate and it must also be miscible with water, which in practice leads to the selection of N-methylpyrrolidone, although this is a skin and eye irritant. In addition, the process uses triethylamine as a neutralizing base, although this is pungent and malodorous, and it also uses hydrazine as a chain extender, although this is a carcinogen. N-methylpyrrolidone
Die Verwendung all dieser Substanz erfordert Spezialisten- Handhabungstechniken, und somit kann das Verfahren nicht in den herkömmlichen Anlagen durchgeführt werden, die bei der Herstellung von Polymerlatices durch Additionspolymerisation von ethylenisch ungesättigten Monomeren verwendet werden. Ein typisches z. Zt. übliches Verfahren läßt sich kurz wie folgt beschreiben:The use of all this substance requires specialist handling techniques and thus the process cannot be carried out in the conventional equipment used in the production of polymer latices by addition polymerization of ethylenically unsaturated monomers. A typical process currently in use can be briefly described as follows:
Aliphatische Diisocyanatmonomere, gelöst in N-Methylpyrrolidon, werden in einem organischen Lösemittel mit Dimethylolpropionsäure und üblicherweise anderen Diolen umgesetzt, um eine niederviskose Lösung aus Polyurethan-Präpolymer zu bilden, das Carbonsäuregruppen aufweist. Ein näherungsweises Reaktionsschema ist in Fig. 1 der Figuren gezeigt, worin R eine Polymethylenkette (beispielsweise Ethylen) darstellt und worin alle Reaktionen, die Diole, die nicht Dimethylolpropionsäure sind, betreffen, aus Gründen der Einfachheit weggelassen wurden.Aliphatic diisocyanate monomers dissolved in N-methylpyrrolidone are reacted in an organic solvent with dimethylolpropionic acid and usually other diols to form a low viscosity solution of polyurethane prepolymer having carboxylic acid groups. An approximate reaction scheme is shown in Fig. 1 of the Figures, where R represents a polymethylene chain (e.g. ethylene) and wherein all reactions involving diols other than dimethylolpropionic acid have been omitted for simplicity.
Die Carbonsäuregruppen werden als Nächstes mit Triethylamin neutralisiert, um die ionischen Carboxylatgruppen zu liefern, die benötigt werden, um eine stabile Dispersion in Wasser herzustellen.The carboxylic acid groups are next neutralized with triethylamine to provide the ionic carboxylate groups needed to produce a stable dispersion in water.
Die neutralisierte Lösung wird unter heftigem Rühren zu Wasser zugegeben, wodurch die Präpolymerteilchen stabil in der Wasser/N-Methylpyrrolidon-Mischung dispergiert werden.The neutralized solution is added to water with vigorous stirring, whereby the prepolymer particles are stably dispersed in the water/N-methylpyrrolidone mixture.
Als Nächstes wird das Polyurethan-Präpolymer dadurch in Gegenwart des Wassers einer Kettenverlängerung unterzogen, das man ein Diamin (zum Beispiel Hydrazin) zu der wäßrigen Lösung zusetzt, wodurch die Harnstoffeinheiten erzeugt werden. Ein näherungsweises Reaktionsschema ist in Fig. 2 der Figuren gezeigt. Harnstoffeinheiten verbessern üblicherweise die Beständigkeit gegen organische Lösemittel und erhöhen auch die Härte des Poly(urethan-harnstoffs).Next, the polyurethane prepolymer is chain extended in the presence of water by adding a diamine (e.g., hydrazine) to the aqueous solution, thereby generating the urea units. An approximate reaction scheme is shown in Fig. 2 of the Figures. Urea units typically improve the resistance to organic solvents and also increase the hardness of the poly(urethane-urea).
Das Produkt der Kettenverlängerungsreaktion ist eine wäßrige Dispersion von Lösemittel-gequollenen Poly(urethan- harnstoff)-Teilchen in Wasser, das unangenehmes restliches organisches Lösemittel enthält. Somit wird die niederviskose Lösung des Präpolymeren in dem hochwirksamen organischen Lösemittel nur auf Kosten einer wäßrigen Dispersion erhalten, die mit dem organischen Lösemittel kontaminiert ist.The product of the chain extension reaction is an aqueous dispersion of solvent-swollen poly(urethane urea) particles in water containing objectionable residual organic solvent. Thus, the low viscosity solution of the prepolymer in the highly effective organic solvent is obtained only at the expense of an aqueous dispersion contaminated with the organic solvent.
In einer letzten Stufe des Verfahrens wird ein acrylisches hydrophobes Monomer unter heftigem Rühren in die wäßrige Dispersion der gequollenen Poly(urethan-harnstoff)-Teilchen eingeführt, wo es in die gequollenen Teilchen hineindiffundiert. Das diffundierte Monomer wird einer von freien Radikalen (die ebenfalls in die gequollenen Teilchen diffundieren) ausgelösten Additionspolymerisation unterzogen, wodurch ein acrylisches Additionspolymer erzeugt wird. Das acrylische Polymer ist hydrophob, während der Poly(urethan-harnstoff) aufgrund seiner ionischen Carboxylat- und Harnstoff- Gruppen hydrophil ist. Dieser Unterschied im hydrophoben/- hydrophilen Charakter bewirkt, daß der Polyurethan-harnstoff) spontan die Teilchen des Acrylpolymers verkapselt, wodurch ein Verbundteilchen gebildet wird, das eine Kern/Schalen-Struktur aufweist, und das stabil in Wasser dispergiert ist, wenn auch in Wasser, das mit üblicherweise wenigstens 3 Gew.-% und häufig bis zu 10 Gew.-% einer unangenehmen und unter Umweltgesichtspunkten unerwünschten restlichen organischen Flüssigkeit kontaminiert ist.In a final step of the process, an acrylic hydrophobic monomer is introduced into the aqueous dispersion of the swollen poly(urethane-urea) particles under vigorous stirring, where it diffuses into the swollen particles. The diffused monomer becomes one of free radicals (which also diffuse into the swollen particles) induced addition polymerization to produce an acrylic addition polymer. The acrylic polymer is hydrophobic while the poly(urethane-urea) is hydrophilic due to its ionic carboxylate and urea groups. This difference in hydrophobic/hydrophilic character causes the polyurethane-urea) to spontaneously encapsulate the acrylic polymer particles, forming a composite particle having a core/shell structure and which is stably dispersed in water, albeit water contaminated with usually at least 3% by weight and frequently up to 10% by weight of an objectionable and environmentally undesirable residual organic liquid.
Um stabile wäßrige Dispersionen bilden zu können, müßten existierende kommerzielle Teilchen eine große Anzahl von ionischen Carboxylatgruppen aufweisen, die von ihrem Poly(urethan-harnstoff)-Polymer getragen werden. Üblicherweise ist diese große Zahl gleichbedeutend mit einer Nenn- Säurezahl von etwa 30 mg KOH/g Polyurethan-Harnstoff-Gehalt der Verbundteilchen. Mit "Nenn-Säurezahl" wird die Säurezahl gemeint, die die Teilchen hätten, wenn die ionischen Carboxylatgruppen in Carbonsäuregruppen umgewandelt würden. Derartige hohe Zahlen an ionischen Carboxylatgruppen sind aus zwei Gruppen unerwünscht. Erstens verändern sie in negativer Weise die Natur der Zusammensetzungen, in die die Teilchen formuliert werden, und insbesondere können sie eine übermäßige Wasserempfindlichkeit verleihen. Zweitens kommt es zu einer Wechselwirkung der großen Zahl von ionischen Carboxylatgruppen mit dem Wasser und organischem Lösemittel in einer wäßrigen Dispersion, was zu einem Quellen der Teilchen führt und einer demgemäß erhöhten Viskosität der wäßrigen Dispersion. Aus diesem Grund ist es nicht möglich, nützliche wäßrige Dispersionen derartiger Teilchen zu erhalten, die mehr als bestenfalls 40 Gew.-% der hochcarboxylierten Teilchen enthalten, und üblicherweise liegen die Teilchengehalte nur bei etwa 30 Gew.-%.In order to form stable aqueous dispersions, existing commercial particles would have to have a large number of ionic carboxylate groups carried by their poly(urethane-urea) polymer. Typically, this large number is equivalent to a nominal acid number of about 30 mg KOH/g polyurethane-urea content of the composite particles. By "nominal acid number" is meant the acid number that the particles would have if the ionic carboxylate groups were converted to carboxylic acid groups. Such high numbers of ionic carboxylate groups are undesirable for two reasons. First, they negatively alter the nature of the compositions in which the particles are formulated and, in particular, they can impart excessive water sensitivity. Secondly, the large number of ionic carboxylate groups interact with the water and organic solvent in an aqueous dispersion, resulting in swelling of the particles and a consequent increase in the viscosity of the aqueous dispersion. For this reason, it is not possible to obtain useful aqueous dispersions of such particles containing more than at best 40% by weight of the highly carboxylated particles, and usually the particle contents are only about 30% by weight.
Das Verfahren benutzt aliphatische Diisocyanate, obwohl die meisten ihrer aromatischen Analogen sehr viel billiger sind. Die aromatischen Diisocyanate werden selten verwendet, da sie etwa zehn mal schneller mit Wasser reagieren, als ihre teureren aliphatischen Analogen. Es wird gefunden, daß die Reaktionsgeschwindigkeit des Wassers mit den aliphatischen Verbindungen langsam genug ist, um tolerierbar zu sein, wohingegen die billigeren aromatischen Diisocyanate so heftig reagieren, daß eine zu starke Konkurrenz mit der Diamin-Kettenverlängerung erhalten wird und außerdem exotherme Bedingungen geschaffen werden, die zu einem Schäumen (aufgrund der Entwicklung von Kohlendioxid) führen, das bei einem kommerziellen Verfahren schwierig zu kontrollieren ist. Die Probleme, die aus der hohen Reaktionsgeschwindigkeit von aromatischen Isocyanaten mit Wasser resultieren, werden durch den Umstand verschärft, daß die Reaktion durch die Gegenwart des Triethylamins katalysiert wird. Demgemäß nutzt die kommerzielle Praxis selten aromatische Diisocyanate.The process uses aliphatic diisocyanates, although most of their aromatic analogues are much cheaper. The aromatic diisocyanates are rarely used because they react with water about ten times faster than their more expensive aliphatic analogues. It is found that the rate of reaction of water with the aliphatic compounds is slow enough to be tolerable, whereas the cheaper aromatic diisocyanates react so vigorously that too much competition with the diamine chain extension is obtained and also create exothermic conditions leading to foaming (due to the evolution of carbon dioxide) which is difficult to control in a commercial process. The problems resulting from the high rate of reaction of aromatic isocyanates with water are exacerbated by the fact that the reaction is catalyzed by the presence of triethylamine. Accordingly, commercial practice rarely uses aromatic diisocyanates.
Das gegenwärtig übliche kommerzielle Verfahren benötigt außerdem die Verwendung von teuren Diolen, wie beispielsweise Dimethylolalkansäuren. Der Grund dafür liegt darin, daß ein Säurediol das einzig kommerziell praktizierbare Verfähren zur Einführung von Carbonsäuregruppen in das Polyurethan-Präpolymer darstellt. Es besteht da jedoch ein Problem insofern, als sterisch ungehinderte Carbonsäuregruppen zu heftig um die Isocyanatgruppen konkurrieren. Die Carbonsäuregruppe muß daher sterisch gehindert sein, und die einzigen kommerziell verwendbaren Säurediole, die auch derartige sterisch gehinderte Carbonsäuregruppen liefern, sind die teure Dimethylolpropionsäure und ihr noch teureres Butansäureanaloges.The current commercial process also requires the use of expensive diols such as dimethylol alkanoic acids. The reason for this is that an acid diol is the only commercially viable method for introducing carboxylic acid groups into the polyurethane prepolymer. However, there is a problem in that sterically unhindered carboxylic acid groups compete too vigorously for the isocyanate groups. The carboxylic acid group must therefore be sterically hindered and the only commercially viable acid diols which also provide such sterically hindered carboxylic acid groups are the expensive dimethylolpropionic acid and its even more expensive butanoic acid analogue.
N-Methylpyrrolidon wird als Lösemittel gewählt, da es das am wenigsten unangenehme aus dem kleinen Gruppe von kommerziell annehmbaren aprotischen wassermischbaren organischen Lösemitteln ist, die in der Lage sind, das Präpolymer aufzulösen und eine Lösung zu liefern, die eine Viskosität aufweist, die niedrig genug ist, um handhabbar und zu feinen Tröpfchen dispergierbar zu sein. Selbst Lösungen in N-Methylpyrrolidon erfordern spezielle Handhabungstechniken und können nicht in einer herkömmlichen kommerziellen Anlage zur Herstellung von Latices durch Additionspolymerisation von ethylenischen Monomeren verwendet werden.N-methylpyrrolidone is chosen as the solvent because it is the least unpleasant of the small group of commercially acceptable aprotic water-miscible organic solvents capable of dissolving the prepolymer and providing a solution having a viscosity low enough to be handleable and dispersible into fine droplets. Even solutions in N-methylpyrrolidone require special handling techniques and cannot be used in a conventional commercial plant for the production of latexes by addition polymerization of ethylenic monomers.
Triethylamin wird als Neutralisierungsmittel für die Carbonsäure deshalb verwendet, weil es die beste der kommerziell verwendbaren flüchtigen Basen ist, die auch nicht-reaktiv mit Isocyanat sind, jedoch stark genug, um einer Verdrängung aus den Salzen Widerstand entgegenzusetzen, die sie mit den ionischen Carboxylatgruppen bilden.Triethylamine is used as a neutralizing agent for the carboxylic acid because it is the best of the commercially available volatile bases that are also non-reactive with isocyanate, yet strong enough to resist displacement from the salts they form with the ionic carboxylate groups.
Hydrazin wird (obwohl es karzinogen ist) gewählt, da es mit dem Isocyanat rascher reagiert als Wasser und das Triethylamin nicht aus seinen Carboxylaten verdrängt. Es kann auch verwendet werden, um die Härte des Poly(urethan-harnstoffs) zu erhöhen, wenn das nötig ist.Hydrazine is chosen (although it is a carcinogen) because it reacts with the isocyanate more rapidly than water and does not displace the triethylamine from its carboxylates. It can also be used to increase the hardness of the poly(urethane-urea) if necessary.
Trotz ihrer Kosten und der Verwendung von toxischen und unangenehmen Materialien bei ihrer Herstellung werden Poly(urethan-harnstoff)/Acryl-Kern/Schale-Verbundteilchen für qualitativ hochwertige Beschichtungszusammensetzungen für Holz, Metall, Beton, Glasfasern und bestimmte Kunststoffe sowie in Hochleistungs-Klebstoffzusammensetzungen benötigt. Sie ergeben getrocknete Anstrichzusammensetzungen mit einer hochgeschätzten Beständigkeit gegen Abrasion, Verkratzung und organische Lösemittel, in Kombination mit einer gut ausgewogenen Flexibilität und Härte, und sie liefern getrocknete Klebstoffzusammensetzungen mit einer gut ausgewogenen Haftung und Abziehkraft.Despite their cost and the use of toxic and unpleasant materials in their manufacture, poly(urethane-urea)/acrylic core/shell composite particles are required for high quality coating compositions for wood, metal, concrete, fiberglass and certain plastics, as well as in high performance adhesive compositions. They provide dried coating compositions with highly valued resistance to abrasion, scratching and organic solvents, combined with well balanced flexibility and hardness, and they provide dried adhesive compositions with well balanced adhesion and peel strength.
Es ist eine Aufgabe dieser Erfindung, die hochviskosen Lösungen von Polyurethan-Präpolymeren zu vermeiden, oder, älternativ, die Notwendigkeit zu vermeiden, heiße Lösungen des Präpolymers in hochwirksamen organischen Lösemitteln oder sehr verdünnte Lösungen von Präpolymer in großen Volumina an Lösemitteln zu verwenden. Eine Vermeidung dieser Maßnahmen macht es möglichst, daß das Verfahren (wenn es gewünscht wird) in einer herkömmlichen Anlage durchgeführt werden kann, die für die herkömmliche Herstellung von Polymerlatices durch Additionspolymerisation von ethylenischen Monomeren verwendet wird. Eine alternative Aufgabe besteht darin, ein neues Verfahren zur Herstellung von Poly(urethan- harnstoff)/Additionspolymer-Verbundteilchen zu schaffen, das die Notwendigkeit einer Diamin-Kettenverlängerung oder die Notwendigkeit einer Verwendung von Dimethylolpropionsäure in Methylpyrrolidon oder von Triethylamin vermeidet und das die Herstellung von wäßrigen Dispersionen gestattet, die mehr als 40 Gew.-% der Teilchen und weniger als 3 Gew.-% (vorzugsweise 0 Gew.-%) an organischem Lösemittel enthalten.It is an object of this invention to avoid the highly viscous solutions of polyurethane prepolymers, or, alternatively, to avoid the need to use hot solutions of the prepolymer in high potency organic solvents or very dilute solutions of prepolymer in large volumes of solvents. Avoidance of these measures makes it possible for the process to be carried out (if desired) in conventional equipment used for the conventional preparation of polymer latices by addition polymerization of ethylenic monomers. An alternative object is to provide a new process for the preparation of poly(urethane-urea)/addition polymer composite particles which avoids the need for diamine chain extension or the need to use dimethylolpropionic acid in methylpyrrolidone or triethylamine and which allows the preparation of aqueous dispersions containing more than 40% by weight of the particles and less than 3% (preferably 0% by weight) of organic solvent.
Eine weitere alternative Aufgabe dieser Erfindung besteht darin, Poly(urethan-harnstoff)/Additionspolymer-Verbundteilchen zu schaffen, die wäßrige Anstrichzusammensetzungen oder Klebstofformulierungen liefern können, die bezüglich ihres Verhaltens gegenwärtig verfügbaren Zusammensetzungen oder Formulierungen vergleichbar sind, bei denen jedoch keine Notwendigkeit dafür besteht, daß die Teilchen zahlreiche ionische Carboxylgruppen tragen, wobei vorzugsweise überhaupt keine vorhanden sind. Alles in allem bedeutet das, daß die Teilchen eine niedrige Nenn-Säurezahl von weniger als 30 mg KOH/g des Poly(urethan-harnstoff)-Gehalts der Verbundteilchen aufweisen, vorzugsweise sollten sie überhaupt keine nennenswerte Nenn-Säurezahl aufweisen, sagen wir weniger als 5 mg KOH/g. Es ist ferner eine alternative Aufgabe, wäßrige Dispersionen zu vermeiden, die mit erheblichen Mengen (z. B. mehr als 3 Gew.-%) an restlichem organischen Lösemittel kontaminiert sind.Another alternative object of this invention is to provide poly(urethane-urea)/addition polymer composite particles capable of providing aqueous paint compositions or adhesive formulations comparable in performance to currently available compositions or formulations, but without the need for the particles to carry numerous ionic carboxyl groups, preferably none at all. All in all, this means that the particles should have a low nominal acid number of less than 30 mg KOH/g of the poly(urethane-urea) content of the composite particles, preferably they should have no appreciable nominal acid number at all, say less than 5 mg KOH/g. It is also an alternative object to avoid aqueous dispersions contaminated with significant amounts (e.g., greater than 3% by weight) of residual organic solvent.
Demgemäß schafft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Herstellung von Poly(urethan-harnstoff)/Additionspolymer- Verbundteilchen, die ggf. einige ionische Carboxylatgruppen tragen können, wobei das Verfahren beinhaltet:Accordingly, the present invention provides a process for producing poly(urethane-urea)/addition polymer composite particles which may optionally carry some ionic carboxylate groups, the process comprising:
a) Auflösen von Diol und Diisocyanat in einem additionspolymerisierbaren hydrophoben Monomer unter Bildung einer hydrophoben Lösung, in der das Diol und Diisocyanat miteinander zu reagieren beginnen,a) dissolving diol and diisocyanate in an addition-polymerizable hydrophobic monomer to form a hydrophobic solution in which the diol and diisocyanate begin to react with each other,
b) Dispergieren der hydrophoben Lösung in Wasser, das ein Tensid enthält, so daß eine Dispersion von Tröpfchen der hydrophoben Lösung in dem Wasser gebildet wird,b) dispersing the hydrophobic solution in water containing a surfactant so that a dispersion of droplets of the hydrophobic solution is formed in the water,
c) Bilden von Poly(urethan-harnstoff) durch Kettenverlängerung eines Präpolymers, das bei der Reaktion des Diols mit dem Diisocyanat gebildet wurde,c) forming poly(urethane-urea) by chain extension of a prepolymer formed by the reaction of the diol with the diisocyanate,
d) Unterwerfen der dispergierten Tröpfchen der hydrophoben Lösung einer Additionspolymerisation, bei der die additionspolymerisierbaren Monomeren polymerisieren und Additionspolymer-Domänen bilden, um die herum sich spontan Poly(urethan-harnstoff) anordnet, wobei das Verfahren auch beinhaltetd) subjecting the dispersed droplets of the hydrophobic solution to an addition polymerization in which the addition-polymerizable monomers polymerize and form addition polymer domains around which poly(urethane-urea) spontaneously assembles, the process also comprising
e) Dispergieren der hydrophoben Lösung in Wasser, bevor die Reaktion von Diol und Diisocyanat abgeschlossen ist, wodurch vor der Dispergierung in dem hydrophoben Monomer nur ein Vorläufer für das Präpolymer gebildet, wird, wobei dieser Vorläufer ein Molekulargewicht aufweist, das niedriger ist als das des Präpolymers,e) dispersing the hydrophobic solution in water before the reaction of diol and diisocyanate is complete, thereby forming only a precursor for the prepolymer prior to dispersion in the hydrophobic monomer, said precursor having a molecular weight lower than that of the prepolymer,
f) Fortführen der Reaktion des Diols mit dem Diisocyanat in den dispergierten Tröpfchen der hydrophoben Lösung, um den Vorläufer in das Präpolymer umzuwandeln, undf) continuing the reaction of the diol with the diisocyanate in the dispersed droplets of the hydrophobic solution to convert the precursor into the prepolymer, and
g) Zulassen, daß Wasser spontan in die dispergierten Tröpfchen diffundiert, woraufhin eine Kettenverlängerung unter Erzeugung von Poly(urethan-harnstoff) erfolgt,g) allowing water to spontaneously diffuse into the dispersed droplets, whereupon chain extension occurs to produce poly(urethane-urea),
wodurch eine stabile, wäßrige Dispersion der Poly(urethan- harnstoff)/Additionspolymer-Teilchen mit einem Nennwert für die Säurezahl von weniger als 30 mg KOH pro g des Poly- (urethan-harnstoff)-Gehalts der Verbundteilchen erhalten wird.thereby obtaining a stable, aqueous dispersion of the poly(urethane urea)/addition polymer particles having a nominal acid number of less than 30 mg KOH per g of the poly(urethane urea) content of the composite particles.
Das Dispergieren der hydrophoben Lösung in Wasser vor dem Abschluß der Reaktion des Diols mit dem Diisocyanat gewährleistet es, daß die Viskosität der hydrophoben Lösung direkt vor der Dispergierung in Wasser niedrig genug bleibt, um leicht handhabbar und selbst bei Raumtemperaturen und hohen Konzentrationen der Vorläufer in feine Tröpfchen überführbar zu sein. Es wurde gefunden, daß die Reaktion des Diols mit dem Diisocyanat in den dispergierten Tröpfchen mit hoher Wirksamkeit anhält, und zwar trotz der Anwesenheit von Wasser, wodurch die Bildung des Präpolymers in den Tröpfchen abgeschlossen wird, die leicht handhabbar bleiben, da sie stabil in dem Wasser dispergiert sind. Überraschenderweise scheint es, daß die Anwesenheit der ethylenischen Ungesättigkeit helfen kann, die wäßrige Dispersion der Tröpfchen der hydrophen Lösung zu stabilisieren.Dispersing the hydrophobic solution in water prior to completion of the reaction of the diol with the diisocyanate ensures that the viscosity of the hydrophobic solution immediately prior to dispersion in water remains low enough to be easily handled and convertible into fine droplets even at room temperatures and high concentrations of the precursors. It was found that the reaction of the diol with the diisocyanate in the dispersed droplets continues with high efficiency despite the presence of water, thereby completing the formation of the prepolymer in the droplets, which remain easily handled because they are stably dispersed in the water. Surprisingly, it appears that the presence of ethylenic unsaturation can help to stabilize the aqueous dispersion of the hydrophobic solution droplets.
Vorzugsweise wird die Dispergierung der hydrophoben Lösung in dem Wasser durchgeführt, bevor das gewichtsmittlere Molekulargewicht des Vorläufers höchstens 80% (vorzugsweise 65%) desjenigen des Präpolymers erreicht hat. Eine Begrenzung des Molekulargewichts des Vorläufers ist erforderlich, um hydrophobe Lösungen zu erhalten, die direkt vor der Dispergierung in Wasser Viskositäten (wenn diese bei Raumtemperatur, sagen wir 18ºC, gemessen werden) von weniger als 1 Pa·s und vorzugsweise von weniger als 0,7 Pa·s aufweisen. Die niedrigere Viskosität der Lösung des Vorläufers in dem hydrophoben Lösemittel bedeutet, daß sie ausreichend einfach zu lagern und zu pumpen und in Wasser zu dispergieren ist, was es ermöglicht, daß das Verfahren auf einfache Weise an herkömmliche kommerzielle Anlagen angepaßt werden kann, die zur Herstellung von Polymerlatices durch die Additionspolymerisation von acrylischen, Vinyl- und ähnlichen Monomeren verwendet werden.Preferably, the dispersion of the hydrophobic solution in the water is carried out before the weight average molecular weight of the precursor has reached at most 80% (preferably 65%) of that of the prepolymer. Limiting the molecular weight of the precursor is necessary in order to obtain hydrophobic solutions which, immediately before dispersion in water, have viscosities (when measured at room temperature, say 18°C) of less than 1 Pa·s and preferably of less than 0.7 Pa·s. The lower viscosity of the solution of the precursor in the hydrophobic solvent means that it is sufficiently easy to store and pump and to disperse in water, enabling the process to be readily adapted to conventional commercial plants used to produce polymer latexes by the addition polymerization of acrylic, vinyl and similar monomers.
Indem man das erfindungsgemäße Verfahren anwendet, ist es möglich, eine stabile wäßrige Dispersion der Poly(urethan- harnstoff)-Teilchen mit einer Nenn-Säurezahl von weniger als 30 mg KOH/g des Poly(urethan-harnstoff)-Gehalts der Verbundteilchen und vorzugsweise von weniger als 5 mg KOH/g zu erhalten. Nenn-Säurezahlen von im wesentlichen Null sind leicht erreichbar, da entdeckt wurde, daß dann wenn Teilchen nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellt werden, keine Notwendigkeit für Carboxylgruppen besteht, die sich von Säurediolen ableiten, um es den Verbundteilchen zu ermöglichen, stabile wäßrige Dispersionen zu bilden. Der niedrige Anteil oder das Fehlen von Carboxylatgruppen in Kombination mit sehr niedrigen Anteilen oder dem Fehlen von organischen Lösemitteln macht es möglich, daß die wäßrigen Dispersionen mehr als 40 Gew.-% Teilchen, bezogen auf das Gesamtgewicht der Dispersion, enthalten können, ohne daß eine übermäßig viskose wäßrige Dispersion geschaffen wird. Für kommerzielle Zwecke enthält die Dispersion üblicherweise zwischen 45 und 50 Gew.-% der Verbundteilchen.By using the process of the invention, it is possible to obtain a stable aqueous dispersion of the poly(urethane urea) particles having a nominal acid number of less than 30 mg KOH/g of the poly(urethane urea) content of the composite particles, and preferably less than 5 mg KOH/g. Nominal acid numbers of substantially zero are readily achievable since it has been discovered that when particles are prepared by the process of the invention, there is no need for carboxyl groups derived from acid diols to enable the composite particles to form stable aqueous dispersions. The low level or absence of carboxylate groups in combination with very low levels or absence of organic solvents enables the aqueous dispersions to contain more than 40% by weight of particles based on the total weight of the dispersion without creating an excessively viscous aqueous dispersion. For commercial purposes, the dispersion typically contains between 45 and 50% by weight of the composite particles.
Das Verfahren ist in der Lage, aromatische Diisocyanate zu verarbeiten und die Verwendung von teueren Säurediolen oder unangenehmen Materialien, wie N-Methylpyrrolidon, Triethylamin und Hydrazin zu vermeiden. Vorzugsweise wird das Diol zuerst dem hydrophoben Lösemittel zugesetzt, gefolgt von dem Diisocyanat. Die Zugabe erfolgt unter Rühren und vorzugsweise bei Umgebungstemperatur, um die hydrophobe Lösung zu bilden, die Diol und Diisocyanat enthält. Das Diol und das Diisocyanat beginnen sofort miteinander zu reagieren und fangen mit der Bildung des Vorläufers an. Die Inkorporierung von kurzkettigen wasserlöslichen. Reaktanten (insbesondere einfachen Diolen) in den Vorläufer behindert den Verlust derartiger Reaktanten in die Wasserphase, wenn die hydrophobe Lösung anschließend in Wasser dispergiert wird. Es ist bevorzugt, keine erhöhten Temperaturen und Katalysatoren wie beispielsweise Zinnalkanoate auf dieser frühen Stufe zu verwenden, um das Risiko eines übermäßigen Reaktionsgrades minimal zu machen, der eine zu viskose Lösung liefern würde. Die hydrophobe Lösung wird als Nächstes in Wasser dispergiert, das ein ionisches und/oder nicht-ionisches Tensid enthält, und das erfolgt vorzugsweise bei 18 bis 25ºC und bevor die Viskosität der Lösung 0,7 bis 1 Pa·s erreicht hat. Die Dispersion sollte unter Bedingungen hoher Scherung und ggf. unter Verwendung von Ultraschallschwingungen durchgeführt werden, um auf diese Weise die stabile Dispersion von Tröpfchen zu erzeugen, die einen bevorzugten mittleren Durchmesser von etwa 40 bis 700 nm und besonders bevorzugt 40 bis 250 nm aufweisen.The process is able to process aromatic diisocyanates and avoid the use of expensive acid diols or unpleasant materials such as N-methylpyrrolidone, triethylamine and hydrazine. Preferably, the diol is added first to the hydrophobic solvent, followed by the diisocyanate. The addition is carried out with stirring and preferably at ambient temperature to form the hydrophobic solution containing diol and diisocyanate. The diol and diisocyanate immediately begin to react with each other and start to form the precursor. The incorporation of short chain water-soluble reactants (particularly simple diols) into the precursor inhibits the loss of such reactants into the water phase when the hydrophobic solution is subsequently dispersed in water. It is preferred not to use elevated temperatures and catalysts such as tin alkanoates at this early stage in order to minimize the risk of an excessive degree of reaction which would produce a solution which is too viscous. The hydrophobic solution is next dispersed in water containing an ionic and/or non-ionic surfactant and this is preferably done at 18 to 25°C and before the viscosity of the solution has reached 0.7 to 1 Pa·s. The dispersion should be carried out under high shear conditions and optionally using ultrasonic vibrations to produce the stable dispersion of droplets having a preferred mean diameter of about 40 to 700 nm and more preferably 40 to 250 nm.
Anionische Tenside führen Carboxylatgruppen ein und unterstützen die Bildung einer stabilen Dispersion von Tröpfchen einer feinen Teilchengröße, während nicht-ionische Tenside die Aufrechterhaltung einer stabilen Dispersion unter Bedingungen einer hohen Scherung in Gegenwart von Metallionen unterstützen. Bevorzugte anionische Tenside schließen ein die Natriumsalze von Dioctylsulfosuccinat, Dodecylbenzolsulfonat, Dodecylsulfat und Nonylphenolethoxylatsulfonaten. Bevorzugte nicht-ionische Tenside schließen ein Alkylethoxylate, Alkylphenolethoxylate und Blockcopolymere von Ethylenoxid mit Propylenoxid und reaktive Tenside, wie beispielsweise Methylpoly(ethylenglycol)methacrylat, Alkenylsuccinanhydridkondensate oder alkoxylierte Allylether. Reaktive Tenside können mit den Additionspolymerdomänen eine Bindung eingehen und liefern so Dispersionen von Verbundteilchen, die eine verbesserte Kolloidstabilität unter Bedingungen einer hohen Scherung sowie in Gegenwart von organischen Lösemitteln aufweisen. Mögliche kationische Tenside schließen ein Cetyltrimethylammoniumbromid oder Aminderivate von Alkyl- oder Alkylphenol-Ethoxylaten oder von Blockcopolymeren von Ethylen- und Propylenoxiden.Anionic surfactants introduce carboxylate groups and assist in the formation of a stable dispersion of fine particle size droplets, while nonionic surfactants assist in the maintenance of a stable dispersion under high shear conditions in the presence of metal ions. Preferred anionic surfactants include the sodium salts of dioctyl sulfosuccinate, dodecylbenzenesulfonate, dodecyl sulfate, and nonylphenol ethoxylate sulfonates. Preferred nonionic surfactants include alkyl ethoxylates, alkylphenol ethoxylates, and block copolymers of ethylene oxide with propylene oxide, and reactive surfactants such as methyl poly(ethylene glycol) methacrylate, alkenyl succinic anhydride condensates, or alkoxylated allyl ethers. Reactive surfactants can bond with the addition polymer domains to provide dispersions of composite particles that exhibit improved colloidal stability under high shear conditions and in the presence of organic solvents. Possible cationic Surfactants include cetyltrimethylammonium bromide or amine derivatives of alkyl or alkylphenol ethoxylates or of block copolymers of ethylene and propylene oxides.
Sobald die Tröpfchen in Wasser dispergiert sind, kann die Reaktion zwischen Diol und Diisocyanat sicher beschleunigt werden. Die Tröpfchen können daher Temperaturen von 30 bis 80ºC (30 bis 50ºC) ausgesetzt werden, ggf. in Gegenwart von vorzugsweise 0,005 bis 0,2 Gew.-% eines Zinnkatalysators, um Bedingungen zu schaffen, unter denen die Reaktion des Diols mit dem Diisocyanat gefordert wird, um den Abschluß der Bildung des Polyurethan-Präpolymers zu beschleunigen. Geeignete Zinnkatalysatoren schließen ein Dibutylzinndilaureat und Dibutylzinnacetat. Die Zinnkatalysatoren katalysieren auch die Kettenverlängerung durch Wasser. Alternative Katalysatoren schließen ein Tetrabutyltitanat und Zinn-, Titan-, Zirconium- und Bismuth-Carboxylate, wie beispielsweise Bismuth-Neodecanoat. Es ist bevorzugt, die Katalysatoren der hydrophoben Lösung direkt vor ihrer Dispergierung in der Wasser/Tensidmischung zuzusetzen, um auf diese Weise die Dispergierung des Katalysators innerhalb der dispergierten Tröpfchen zu erleichtern.Once the droplets are dispersed in water, the reaction between diol and diisocyanate can be safely accelerated. The droplets can therefore be exposed to temperatures of 30 to 80°C (30 to 50°C), optionally in the presence of preferably 0.005 to 0.2% by weight of a tin catalyst, to create conditions that promote reaction of the diol with the diisocyanate to accelerate completion of the formation of the polyurethane prepolymer. Suitable tin catalysts include dibutyltin dilaurate and dibutyltin acetate. The tin catalysts also catalyze chain extension by water. Alternative catalysts include tetrabutyl titanate and tin, titanium, zirconium and bismuth carboxylates such as bismuth neodecanoate. It is preferred to add the catalysts to the hydrophobic solution immediately before its dispersion in the water/surfactant mixture in order to facilitate the dispersion of the catalyst within the dispersed droplets.
Die Isocyanatgruppen sind in der Lage, sowohl mit den Hydroxygruppen im Diol als auch mit den geringen Mengen Wasser zu reagieren, die langsam in die dispergierten Tröpfchen eindiffundieren. Das gibt den Verbundteilchen einen Charakter, der sich etwas von dem von herkömmlichen Poly- (urethan-harnstoff)/Additionspolymer-Verbundteilchen unterscheidet, obwohl der Unterschied bisher nicht präzise definiert wurde. Primäre Hydroxygruppen reagieren schneller mit Isocyanat als Wässer, so daß die Reaktion zur Vervollständigung der Bildung des Polyurethan-Präpolymers bevorzugt ist. Die Vervollständigung der Präpolymerbildung wird außerdem durch die langsame Geschwindigkeit begünstigt, mit der das Wasser in die Tröpfchen diffundiert. Nichtsdestoweniger setzt eine gewisse Reaktion mit Wasser ein, und einige kettenverlängernde Harnstoffeinheiten werden auf dieser Stufe des Verfahrens gebildet, wodurch die Verteilung der Harnstoffeinheiten verbessert wird, was zu einer besseren Beständigkeit gegenüber organischen Lösemitteln sowie der Härte von Beschichtungen führt, die aus den Teilchen erhalten werden.The isocyanate groups are able to react with both the hydroxy groups in the diol and with the small amounts of water that slowly diffuse into the dispersed droplets. This gives the composite particles a character that is somewhat different from that of conventional poly(urethane-urea)/addition polymer composite particles, although the difference has not yet been precisely defined. Primary hydroxy groups react more rapidly with isocyanate than water, so the reaction is favored to complete the formation of the polyurethane prepolymer. Completion of prepolymer formation is also favored by the slow rate at which the water diffuses into the droplets. Nevertheless, some reaction with water does occur, and some Chain-extending urea units are formed at this stage of the process, improving the distribution of urea units, resulting in better resistance to organic solvents as well as the hardness of coatings obtained from the particles.
Die Isocyanatgruppen werden vorzugsweise in einem numerischen Verhältnis von 1,0 bis 3,0 gegenüber den Hydroxygruppen der Diole und irgendwelcher Polyole verwendet. Das bedeutet, daß das Polyurethan-Präpolymer dazu neigt, mit Rest-Isocyanatgruppen gebildet zu werden. Da die Diol- Hydroxygruppen durch die Reaktion verbraucht werden, steht der Reaktion mit Wasser eine abnehmende Konkurrenzreaktion gegenüber, was es dem Wasser ermöglicht, das Präpolymer durch Bildung von Harnstoffeinheiten zunehmend einer Kettenverlängerung zu unterziehen, und zwar insbesondere mit restlichen Isocyanatgruppen. Eine derartige Kettenverlängerung bewirkt eine Vernetzung und/oder Verzweigung. Es wird angenommen, daß die Kettenverlängerung dem folgenden Reaktionsschema folgt: Harnstoffeinheit The isocyanate groups are preferably used in a numerical ratio of 1.0 to 3.0 to the hydroxy groups of the diols and any polyols. This means that the polyurethane prepolymer tends to be formed with residual isocyanate groups. As the diol hydroxy groups are consumed by the reaction, the reaction with water is subject to a decreasing competitive reaction, allowing the water to increasingly chain extend the prepolymer by forming urea units, particularly with residual isocyanate groups. Such chain extension causes crosslinking and/or branching. It is believed that the chain extension follows the following reaction scheme: Urea Unit
Eine Kettenverlängerung mit Wasser ist tatsächlich gegenüber einer Kettenverlängerung mit einem Diamin bevorzugt, da das Diamin sowohl die Konkurrenzreaktion Wasser/Isocyanat überkatalysiert und auch die Ausflockung von Poly(urethan-harnstoff) fördert. Somit enthält der Poly(urethan-harnstoff) Harnstoffeinheiten, wie sie beispielsweise oben vorgeschlagen werden, müssen jedoch keine Diaminreste enthalten, da kein Diamin bei der Kettenverlängerung verwendet werden muß. Die Kettenverlängerung des Polyurethan-Präpolymers liefert einen Poly(urethan-harnstoff) mit einem gewichtsmittleren Molekulargewicht (Mw) von wenigstens 10 000 (vorzugsweise 20 000 bis 500 000).Chain extension with water is actually preferred over chain extension with a diamine, since the diamine both overcatalyzes the competing water/isocyanate reaction and also promotes the flocculation of poly(urethane-urea). Thus, the poly(urethane-urea) contains urea units, such as those suggested above. but need not contain diamine residues since no diamine needs to be used in the chain extension. Chain extension of the polyurethane prepolymer provides a poly(urethane-urea) having a weight average molecular weight (Mw) of at least 10,000 (preferably 20,000 to 500,000).
Es wurde gefunden, daß die. Reaktion zwischen aromatischen Diisocyanaten und Wasser abgeschwächt wird, indem man sie in den Tröpfchen der hydrophoben Lösung durchführt und daß in Abwesenheit der katalytischen Wirkung eines tertiären Amins, wie beispielsweise Triethylamin, anzunehmen ist, daß die langsame Geschwindigkeit, mit der Wasser in die Tröpfchen diffundiert, ausreicht, das erfindungsgemäße Verfahren kommerziell umsetzbar zu machen, selbst wenn man es unter Verwendung aromatischer Diisocyanate durchführt.It has been found that the reaction between aromatic diisocyanates and water is attenuated by conducting it in the droplets of the hydrophobic solution and that in the absence of the catalytic action of a tertiary amine such as triethylamine, it is expected that the slow rate at which water diffuses into the droplets is sufficient to make the process of the invention commercially viable even when carried out using aromatic diisocyanates.
Die in dem erfindungsgemäßen Verfahren verwendeten Diole können einfache Diole wie beispielsweise Neopentylglycol oder 1,4-Butandiol sein oder polymere Glycole wie beispielsweise Poly(ethylenglycol), Poly(propylenglycol) oder Poly(tetramethylenglycol) mit zahlenmittleren Molekulargewichten (Mn) von 200 bis 7 000 und darüber, vorzugsweise jedoch von 500 bis 3 000.The diols used in the process according to the invention can be simple diols such as neopentyl glycol or 1,4-butanediol or polymeric glycols such as poly(ethylene glycol), poly(propylene glycol) or poly(tetramethylene glycol) with number average molecular weights (Mn) of 200 to 7,000 and above, but preferably of 500 to 3,000.
Das Molekulargewicht des Diols ist einer der Faktoren, der die Härte eines Poly(urethan-harnstoff)teilchens beeinflußt. Im Allgemeinen erzeugen höhere Molekulargewichte weichere Teilchen, wie sie für eine Verwendung in Klebstoffen bevorzugt sind. Im Gegensatz dazu liefert niedermolekulargewichtige Diole härtere Teilchen. So sind Diole, die von 85 bis 95 Gew.-% polymere Diole von über 500 Mn bevorzugt, wenn die Teilchen für eine Verwendung in Klebstoffen gewünscht werden, während 5 bis 35 (vorzugsweise 10 bis 20) Gew.-% einfacher Diole bevorzugt sein können, wenn die Teilchen für eine Verwendung in Anstrichzusammensetzungen für Holz, Metall oder Kunststoffe bestimmt sind.The molecular weight of the diol is one of the factors that affects the hardness of a poly(urethane-urea) particle. In general, higher molecular weights produce softer particles, such as are preferred for use in adhesives. In contrast, lower molecular weight diols produce harder particles. Thus, diols containing from 85 to 95 weight percent polymeric diols of over 500 Mn are preferred when the particles are desired for use in adhesives, while 5 to 35 (preferably 10 to 20) weight percent simple diols may be preferred when the particles are intended for use in paint compositions for wood, metal or plastics.
Die Diole können auch Polyester sein, die durch Umsetzung von Diolen, wie sie oben beschrieben wurden, mit Dicarbonsäuren, wie Adipinsäure, Isophthalsäure, Terephthalsäure oder Fumarsäure oder Säureanhydriden wie Phthal-, Malein- oder Succinanhydriden gebildet werden. Vorzugsweise weisen die Polyester zahlenmittlere Molekulargewichte, Mn, von 200 bis 10 000 auf, wobei Mn jedoch besonders bevorzugt zwischen 500 und 3 000 liegt. Die Diole können ggf. in Kombination mit Poylolen verwendet werden, die drei oder mehr Hydroxygruppen aufweisen, um auf diese Weise das Molekulargewicht des Präpolymers zu erhöhen.The diols can also be polyesters formed by reacting diols as described above with dicarboxylic acids such as adipic acid, isophthalic acid, terephthalic acid or fumaric acid or acid anhydrides such as phthalic, maleic or succinic anhydrides. Preferably, the polyesters have number average molecular weights, Mn, of 200 to 10,000, but Mn is particularly preferably between 500 and 3,000. The diols can optionally be used in combination with polyols having three or more hydroxy groups in order to increase the molecular weight of the prepolymer.
Die in dem Verfahren verwendeten Diisocyanate sind vorzugsweise aromatische Diisocyanate, die ggf. in Kombinationen mit Mono - oder Poly-Isocyanaten verwendet werden, wobei ein Poly-Isocyanat ein Isocyanat ist, das wenigstens drei Isocyanatgruppen enthält. Geeignete aromatische Diisocyanate schließen ein Methylen-di-p-phenyl-di-isocyanat und 2,4- Toluol-di-isocyanat. Aliphatische Isocyanate sind teurer, können jedoch verwendet werden, um eine erhöhte Beständigkeit gegen Ultraviolettlicht zu erreichen.The diisocyanates used in the process are preferably aromatic diisocyanates, optionally used in combinations with mono- or poly-isocyanates, where a poly-isocyanate is an isocyanate containing at least three isocyanate groups. Suitable aromatic diisocyanates include methylene di-p-phenyl di-isocyanate and 2,4-toluene di-isocyanate. Aliphatic isocyanates are more expensive, but can be used to achieve increased resistance to ultraviolet light.
Das Verfahren kann dadurch modifiziert werden, daß man die Auswahl der Isocyanate variiert, um die Eigenschaften des Poly(urethan-harnstoff)/Additionspolymer-Verbundteilchens einzustellen. Beispielsweise kann das Molekulargewicht des Polyurethan-Präpolymers erhöht werden, indem man einen kleinen Anteil (sagen wir bis zu 5 Mol-%) des Diisocyanats durch ein Polyisocyanat ersetzt, das drei oder mehr Isocyanatgruppen enthält. Alternativ kann das Molekulargewicht abgesenkt werden, indem man eine geringe Menge (sagen wir bis zu 5 Mol-%) des Diisocyanats durch ein Mono-Isocyanat ersetzt. Däs Molekulargewicht kann auch erhöht werden, indem man eine geringe Menge des Diols durch (sagen wir bis zu 5 Mol-%) eines Polyols ersetzt, das drei oder mehr Hydroxygruppen enthält.The process can be modified by varying the selection of isocyanates to adjust the properties of the poly(urethane-urea)/addition polymer composite particle. For example, the molecular weight of the polyurethane prepolymer can be increased by replacing a small amount (say up to 5 mole %) of the diisocyanate with a polyisocyanate containing three or more isocyanate groups. Alternatively, the molecular weight can be lowered by replacing a small amount (say up to 5 mole %) of the diisocyanate with a mono-isocyanate. The molecular weight can also be increased by replacing a small amount of the diol with (say up to 5 mole %) of a polyol containing three or more hydroxy groups.
Andere mögliche Modifikationen schließen ein die Einführung von Säureeinheiten in den Poly(urethan-harnstoff), um seine Haftung an Substraten zu verbessern. Das kann dadurch erreicht werden, daß man eine geringe Menge (sagen wir bis zu 5 Mol.-%) des Diols durch Dimethylolpropionsäure oder durch ein Diol ersetzt, das ein Polyester ist.Other possible modifications include the introduction of acid moieties into the poly(urethane-urea) to improve its adhesion to substrates. This can be achieved by replacing a small amount (say up to 5 mol%) of the diol with dimethylolpropionic acid or with a diol that is a polyester.
Die Additionspolymarisation des ethylenisch ungesättigten hydrophoben Monomers kann erfolgen, indem man irgendeine der herkömmlichen radikalischen Techniken, wie sie für die Polymerisation von Acrylat- oder Vinylester-Monomeren verwendet werden, anwendet. Beispiele für geeignete Initiatoren, die durch thermische Zusetzung freie Radikale liefern, schließen ein Azoverbindungen, wie beispielsweise 2,2-Azobis(isobutyronitril), Persulfate, wie beispielsweise Ammoniumpersulfat und Peroxide, wie beispielsweise Wasserstoffperoxid, Laurylperoxid oder tert-Butylperoxy-(2-ethylhexanoat). Ein geeignetes Redoxsystem zur Erzeugung freier Radikale ist das Eisen-Ascorbinsäure-Wasserstoffperoxidsystem, wobei dieses bei Temperaturen von 50ºC oder darunter verwendet werden kann. Derartig niedrige Temperaturen sind bevorzugt, um das Risiko einer Reaktionsüberhitzung minimal zu halten. Die Additionspolymerisation des hydrophoben Monomers wird vorzugsweise gleichzeitig mit den Reaktionen durchgeführt, an denen das Isocyanat beteiligt ist, außer daß die Kettenverlängerung noch eine gewisse Zeit nach dem Abschluß der Additionspolymerisation andauern kann.The addition polymerization of the ethylenically unsaturated hydrophobic monomer can be carried out using any of the conventional free radical techniques used for the polymerization of acrylate or vinyl ester monomers. Examples of suitable initiators which provide free radicals by thermal addition include azo compounds such as 2,2-azobis(isobutyronitrile), persulfates such as ammonium persulfate and peroxides such as hydrogen peroxide, lauryl peroxide or tert-butyl peroxy-(2-ethylhexanoate). A suitable redox system for generating free radicals is the iron-ascorbic acid-hydrogen peroxide system and this can be used at temperatures of 50°C or below. Such low temperatures are preferred to minimize the risk of reaction overheating. The addition polymerization of the hydrophobic monomer is preferably carried out simultaneously with the reactions involving the isocyanate, except that chain extension may continue for some time after the completion of the addition polymerization.
Die bevorzugten ehtylenisch ungesättigten Monomeren sind relativ hydrophobe Monomere, wie beispielsweise C&sub1; bis C&sub8;- Alkylether von Acryl- oder Methacrylsäure, Vinylester, wie beispielsweise Vinylacetat oder das sog. Vinyl-"Versatat" (Vinyl-"Versatat" ist der Vinylester der sog. "Versat"- Säure, die eine Mischung von aliphatischen Monocarbonsäuren ist, von denen jede im Mittel 9, 10 oder 11 Atome aufweist, und ist kommerziell erhältlich von der Shell Chemical Company in Carrington, England) oder Styrol, wobei alle unter Umgebungsbedingungen flüssig sind. Säureeinheiten können eingeführt werden, indem man flüssige Monomere, wie beispielsweise Acryl- oder Methacrylsäure oder feste Säureanhydride, wie Maleinsäure- oder Succinanhydride verwendet, vorausgesetzt, daß die Anhydride in den flüssigen Monomeren löslich sind. Einem Additionscopolymer kann man eine geeignete Glasübergangstemperatur (Tg) dadurch verleihen, indem man eine Kombination von Monomeren wählt, von denen einige, wenn sie homopolymerisiert werden, Polymere liefern würden, die eine hohe Tg aufweisen, während die anderen Polymere eine niedrige Tg liefern würden. Indem man beispielsweise ein Monomer wählt, dessen Homopolymer eine Tg von weniger als 310K aufweist, und eines, dessen Homopolymer eine Tg über 330K aufweist, ist es möglich, ein Copolymer mit einer Tg von 270 bis 340K zu schaffen, das deshalb bei Umgebungstemperaturen angenehm weich ist. Alternativ dazu kann man, indem man die Menge an Monomeren erhöht, dessen Homopolymer eine hohe Tg aufweist, ein Copolymer erhalten, das für eine Anwendung bei höheren Temperaturen nützlich ist, wie sie bei industriellen Beschichtungs- oder Verklebungs-Verfahren angewandt werden. Unmischbarkeit mit Wasser ist eine wichtige Eigenschaft der als Lösemittel verwendeten hydrophoben Monomeren. Höhere Verhältnisse von Poly(urethan- harnstoff) zu Additionspolymer können erreicht werden, wenn man einen Teil des additionspolymerisierbaren Monomers durch ein inertes hydrophobes organisches Lösemittel ersetzt, jedoch zu Lasten des Umstands, daß man das inerte Lösemittel entfernen muß, bevor die wäßrigen Dispersionen der Verbundteilchen in vollständig umweltfreundlichen Beschichtungszusammensetzungen verwendet werden können.The preferred ethylenically unsaturated monomers are relatively hydrophobic monomers such as C₁ to C₈ alkyl ethers of acrylic or methacrylic acid, vinyl esters such as vinyl acetate or the so-called vinyl "versatate" (vinyl "versatate" is the vinyl ester of the so-called "versat" acid, which is a mixture of aliphatic monocarboxylic acids, each of which has an average of 9, 10 or 11 atoms, and is commercially available from the Shell Chemical Company of Carrington, England) or styrene, all of which are ambient conditions. Acid moieties can be introduced by using liquid monomers such as acrylic or methacrylic acid, or solid acid anhydrides such as maleic or succinic anhydrides, provided that the anhydrides are soluble in the liquid monomers. An addition copolymer can be given a suitable glass transition temperature (Tg) by choosing a combination of monomers some of which, when homopolymerized, would give polymers having a high Tg while the others would give polymers having a low Tg. For example, by choosing a monomer whose homopolymer has a Tg of less than 310K and one whose homopolymer has a Tg of above 330K, it is possible to create a copolymer having a Tg of 270 to 340K and which is therefore pleasantly soft at ambient temperatures. Alternatively, by increasing the amount of monomers whose homopolymer has a high Tg, one can obtain a copolymer useful for higher temperature applications such as those used in industrial coating or bonding processes. Water immiscibility is an important property of the hydrophobic monomers used as solvents. Higher poly(urethane-urea) to addition polymer ratios can be achieved by replacing part of the addition polymerizable monomer with an inert hydrophobic organic solvent, but at the expense of having to remove the inert solvent before the aqueous dispersions of the composite particles can be used in fully environmentally friendly coating compositions.
Eine mögliche Modifikation des Additionspolymerisationsverfahrens führt zu einer direkteren Bindung zwischen Additionspolymerdomänen und dem Poly(urethan-harnstoff). Bei der Modifikation ersetzt man eine geringe Menge (sagen wir bis zu 5 Mol-%) des additionspolymerisierbaren hydrophoben Monomers durch ein Hydroxyalkyl(meth)acrylatmonomer. Das Hydroxyalkylmonomer copolymerisiert in das Additionspolymer Teilchen, wobei es Hydroxygruppen liefert, die aufgrund ihrer stärker hydrophilen Natur dazu neigen, in Richtung der Oberfläche eines Verbundteilchens zu wandern. Die Hydroxygruppen stehen daher für eine Bildung von Urethanbindungen mit dem Polyurethan-Präpolymer zur Verfügung und dienen dazu, eine direkte positive Bindung zwischen den äußeren Poly(urethan-harnstoff)-Bereichen des Verbundteilchens und seinen inneren Additionspolymer-Bereichen zu schaffen. Eine derartige Bindung kann die Abrasions- und Kratzfestigkeit der getrockneten Zusammensetzungen, die Verbundteilchen enthalten, verbessern.A possible modification of the addition polymerization process leads to a more direct bond between addition polymer domains and the poly(urethane-urea). The modification involves replacing a small amount (say up to 5 mol%) of the addition polymerizable hydrophobic monomer with a hydroxyalkyl (meth)acrylate monomer. The Hydroxyalkyl monomer copolymerizes into the addition polymer particles, providing hydroxy groups which, due to their more hydrophilic nature, tend to migrate toward the surface of a composite particle. The hydroxy groups are therefore available for formation of urethane bonds with the polyurethane prepolymer and serve to create a direct positive bond between the outer poly(urethane-urea) regions of the composite particle and its inner addition polymer regions. Such bonding can improve the abrasion and scratch resistance of dried compositions containing composite particles.
Eine weitere mögliche Modifikation eines Additionspolymerisationsverfahrens führt zur Bildung von kleineren Domänen an Additionspolymer. Die kleineren Domänen haben den Vorteil, daß dann, wenn die wäßrigen Dispersionen der Verbundteilchen zur Bildung von Überzügen verwendet werden, die erhaltenen getrockneten Überzüge sehr viel klarer sind, d. h., daß sie weniger durchscheinend und stärker transparent sind. Die Modifikation umfaßt das Ersetzen einer geringen Menge (sagen wir von 0,1 bis 2,5 Mol-%) des additionspolymerisierbaren hydrophoben Monomers durch ein vernetzbares Monomer. Die bequemsten vernetzbaren Monomere enthalten eine mehrfache ethylenische Ungesättigkeit. Bevorzugte doppelt ungesättigte Monomere schließen ein Diethylenglycoldimethacrylat, Butandioldiacrylat, Hexandioldiacrylat, Allylmethacrylat und Diallylphthalat. Bevorzugte dreifach ungesättigte Monomere schließen ein Trimethylolpropantriacrylat, Glycerintriacrylat und Pentaerythrittriallylether.Another possible modification of an addition polymerization process results in the formation of smaller domains of addition polymer. The smaller domains have the advantage that when the aqueous dispersions of the composite particles are used to form coatings, the resulting dried coatings are much clearer, i.e., they are less translucent and more transparent. The modification involves replacing a small amount (say, from 0.1 to 2.5 mole %) of the addition polymerizable hydrophobic monomer with a crosslinkable monomer. The most convenient crosslinkable monomers contain multiple ethylenic unsaturation. Preferred doubly unsaturated monomers include diethylene glycol dimethacrylate, butanediol diacrylate, hexanediol diacrylate, allyl methacrylate, and diallyl phthalate. Preferred triunsaturated monomers include trimethylolpropane triacrylate, glycerol triacrylate, and pentaerythritol triallyl ether.
Es wird nicht vollständig verstanden, warum vernetzbare Monomere eine derartige vorteilhafte Wirkung auf die Klarheit aufweisen, es ist jedoch möglich, daß die Vernetzung die Mobilität der wachsenden Ketten des Additionspolymers vermindert und/oder etwas von dem Poly(urethan-harnstoff) festhält. Beide Effekte könnten das Wachstum der Domänen behindern. Es ist daher möglich, daß ein Verbundteilchen eine Vielzahl von Domänen von Additionspolymer enthalten kann, die wenigstens teilweise von Poly(urethan-harnstoff) umgeben sind, bei der gleichzeitigen weiteren Möglichkeit, daß etwas von dem Poly(urethan-harnstoff) innerhalb einer Domäne vorliegt. Eine derartige mehrdomänige Struktur ist eine Alternative für die einfachere Kern-Schalen-Struktur, bei der das Verbundteilchen eine einzige Domäne oder einen "Kern" aus Additionspolymer aufweist, um den herum eine wenigstens teilweise "Schale" aus Poly(urethan-harnstoff) angeordnet ist.It is not fully understood why cross-linkable monomers have such a beneficial effect on clarity, but it is possible that cross-linking reduces the mobility of the growing chains of the addition polymer and/or traps some of the poly(urethane-urea). Both effects could promote the growth of the domains It is therefore possible that a composite particle may contain a plurality of domains of addition polymer at least partially surrounded by poly(urethane-urea), with the further possibility that some of the poly(urethane-urea) may be present within a domain. Such a multi-domain structure is an alternative to the simpler core-shell structure in which the composite particle comprises a single domain or "core" of addition polymer around which is disposed an at least partial "shell" of poly(urethane-urea).
Die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren erhaltenen Poly (urethan-harnstoff)/Additionspolymer-Verbundteilchen weisen vorzugsweise Teilchengrößen im Nanogrößenbereich von 40 bis 700 nm auf, und sie können insbesondere Teilchen im Nanogrößenbereich sein, die Teilchengrößen von 40 bis 250 nm aufweisen. Die Teilchen können als wäßrige Dispersionen in Wasser erhalten werden, die keine nennenswerten Mengen an restlichem organischem Lösemittel enthalten (mindestens weniger als 3 Gew.-% und vorzugsweise im wesentlichen 0 Gew.-%). Die Dispersionen sind daher besonders nützlich bei Anwendungen, bei denen der Umweltschutz wichtig ist. Die wäßrigen Dispersionen können über 40 Gew.-% Teilchen (bezogen auf das Gesamtgewicht der Dispersion) enthalten, und Teilchengehalte in einer Größenordnung zwischen 45 und 50 Gew.-% sind bevorzugt.The poly(urethane-urea)/addition polymer composite particles obtained by the process of the invention preferably have particle sizes in the nanosize range of 40 to 700 nm, and in particular they can be nanosize particles having particle sizes of 40 to 250 nm. The particles can be obtained as aqueous dispersions in water which do not contain any appreciable amounts of residual organic solvent (at least less than 3% by weight and preferably substantially 0% by weight). The dispersions are therefore particularly useful in applications where environmental protection is important. The aqueous dispersions can contain over 40% by weight of particles (based on the total weight of the dispersion) and particle contents in the range of 45 to 50% by weight are preferred.
Wäßrige Dispersionen von Verbundteilchen, die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellt wurden, können wäßrigen Anstrichzusammensetzungen und Klebstofformulierungen zugesetzt werden, um die Abrasions-, Kratz- und Lösemittelbeständigkeit der getrockneten Beschichtungen und die klebenden und lösemittelbeständigen Eigenschaften von getrockneten Klebstofformulierungen zu verbessern. Sie sind besonders nützlich in Anstrichzusammensetzungen für Architekturoberflächen wie Wände, Decken, Tür- und Fensterrahmen und insbesondere für Böden. Allgemeiner gesprochen sind sie nützlich für Anstrichzusammensetzungen für Holz, Metall, Beton, Glasfaser und Kunststoff, vorausgesetzt, daß die Kunststoffoberfläche ausreichend polare Kennwerte aufweisen. Sie sind nützlich für Anstrichzusammensetzungen für Motorfahrzeuge und Metalldosen. Die Anstrichzusammensetzungen können auch herkömmliche Zusätze wie Pigmente, Farbstoffe, Streckmittel, Verdickungsmittel und Biozide enthalten. Bei Anwendungen, bei denen weniger aggressive organische Koaleszenzlösemittel toleriert werden können, kann die Qualität der gebildeten trockenen Filme dadurch verbessert werden, daß man herkömmliche Koaleszenzlösemittel, wie beispielsweise 2,2,4'-Trimethyl-1,3-pentandiolmonoisobutyrat oder 1-Methoxy-2-hydroxypropan zusetzt. Vorzugsweise sollte die Menge des Koaleszenzlösemittels von 1 bis 1,15 Gew.-% der Anstrichzusammensetzungen betragen.Aqueous dispersions of composite particles prepared by the process of the invention can be added to aqueous paint compositions and adhesive formulations to improve the abrasion, scratch and solvent resistance of the dried coatings and the adhesive and solvent resistant properties of dried adhesive formulations. They are particularly useful in paint compositions for architectural surfaces such as walls, ceilings, door and window frames and in particular for floors. More generally, they are useful for coating compositions for wood, metal, concrete, fiberglass and plastic, provided that the plastic surface has sufficient polar characteristics. They are useful for coating compositions for motor vehicles and metal cans. The coating compositions may also contain conventional additives such as pigments, dyes, extenders, thickeners and biocides. In applications where less aggressive organic coalescing solvents can be tolerated, the quality of the dry films formed can be improved by adding conventional coalescing solvents such as 2,2,4'-trimethyl-1,3-pentanediol monoisobutyrate or 1-methoxy-2-hydroxypropane. Preferably, the amount of coalescing solvent should be from 1 to 1.15% by weight of the coating compositions.
Die Erfindung wird durch die nachfolgenden Beispiele weiter illustriert.The invention is further illustrated by the following examples.
Die Menge der verschiedenen verwendeten Reaktanten sind in Tabelle 1 gezeigt.The amounts of the different reactants used are shown in Table 1.
Eine Mischung aus ethylenisch ungesättigten additionspolymerisierbaren hydrophoben Monomeren, die Methylmethacrylat, Butylacrylat und Styrol waren, wurde bei Raumtemperatur in einen Rundbodenkolben gegeben. In die Monomermischung wurden Neopentylglycol (ein einfaches Diol) und ein Polyesterdiol eingerührt, das ein Polyester von Neopentylglycol und Butandiol mit Adipinsäure mit einem zahlenmittleren Molekulargewicht von etwa 1000 war, um eine homogene Lösung von Diolen in einer hydrophoben Monomermischung herzustellen. Anschließend wurde eine Mischung aus 4,4'- und 2,4'-Methylen- di-phenyl-di-isocyanat in die hydrophobe Monomermischung eingerührt, wo sie sich ebenfalls auflöste. Das Diol begann mit dem Diisocyanat zu reagieren und es begann eine Bildung einer Lösung eines Vorläufers für das spätere Polyurethan- Präpolymer in der hydrophoben Monomermischung. Die Viskosität des Kolbeninhalts wurde unter 1 Pa·s, gemessen bei 18ºC, gehalten.A mixture of ethylenically unsaturated addition polymerizable hydrophobic monomers, which were methyl methacrylate, butyl acrylate and styrene, was added to a round bottom flask at room temperature. Into the monomer mixture were stirred neopentyl glycol (a simple diol) and a polyester diol, which was a polyester of neopentyl glycol and butanediol with adipic acid with a number average molecular weight of about 1000 to form a homogeneous solution of diols in a hydrophobic monomer mixture. A mixture of 4,4'- and 2,4'-methylene-di-phenyl-di-isocyanate was then stirred into the hydrophobic monomer mixture, where it also dissolved. The diol began to react with the diisocyanate and a solution of a precursor for the later polyurethane prepolymer began to form in the hydrophobic monomer mixture. The viscosity of the flask contents was kept below 1 Pa·s, measured at 18ºC.
Nach nur etwa 5 Minuten und deutlich vor dem Abschluß der Reaktion von Diol und Diisocyanat Wurde langsam entmineralisiertes Wasser, das ein anionisches Tensid, das Natriumdioctylsulfosuccinat war, dem Inhalt des Kolbens unter Bedingungen einer stark scherenden Mischung zugesetzt, die durch einen Silverson-Homogenisator erzeugt wurde. Silverson Homogenisatoren werden geliefert von Silverson Machine Limited aus Chesham, England. Eine Dispersion von feinen Tröpfchen der hydrophoben Momomermischungslösung wurde erhalten, die dann einer weiteren Dispergierung unter Verwendung eines Branson Ultraschallhomogenisators für 4 Minuten unterzogen wurde. Branson Homogenisatoren werden geliefert von Branson Ultrasonics aus Danbury, Connecticut, USA. Die fertige erhaltene Dispersion enthielt Tröpfchen von Nanogröße einer hydrophoben Monomermischungslösung mit einem "z"-mittleren Durchmesser von 200 nm, und zwar bestimmt durch Photokorrelationsspektroskopie.After only about 5 minutes and well before the completion of the diol and diisocyanate reaction, demineralized water containing an anionic surfactant, sodium dioctyl sulfosuccinate, was slowly added to the contents of the flask under conditions of high shear mixing produced by a Silverson homogenizer. Silverson homogenizers are supplied by Silverson Machine Limited of Chesham, England. A dispersion of fine droplets of the hydrophobic monomer mixture solution was obtained which was then subjected to further dispersion using a Branson ultrasonic homogenizer for 4 minutes. Branson homogenizers are supplied by Branson Ultrasonics of Danbury, Connecticut, USA. The final dispersion obtained contained nano-sized droplets of a hydrophobic monomer mixture solution with a "z"-average diameter of 200 nm as determined by photocorrelation spectroscopy.
Die wäßrige Dispersion von Tröpfchen von Nanogröße wurde in einen 2 Liter-Behälter überführt, wo sie unter einer Stickstoffatmosphäre gerührt und gehalten wurde, während die Reaktion des Diols mit dem Diisocyanat anhielt, wobei der Vorläufer in das Präpolymer überführt wurde. Wasser diffundierte langsam in die Tröpfchen von Nanogröße, wodurch eine langsame Kettenverlängerung einsetzte und zu der Bildung von Poly(urethan-harnstoff)-Teilchen führte.The aqueous dispersion of nano-sized droplets was transferred to a 2-liter container where it was stirred and maintained under a nitrogen atmosphere while the reaction of the diol with the diisocyanate continued, converting the precursor into the prepolymer. Water slowly diffused into the nano-sized droplets, initiating slow chain extension and leading to the formation of poly(urethane-urea) particles.
Die Temperatur der Dispersion wurde auf 80ºC erhöht, und es wurde als radikalischer Initiator tert.-Butylperoxy-(2- ethylhexanoat) zugesetzt, um eine Additionscopolymerisation der hydrophoben Monomeren auszulösen, die über 3 Stunden bei 80ºC fortschritt. Dann wurde die Additionspolymerisation dadurch abgeschlossen, daß man eine weitere geringe Menge des Initiators zusammen mit etwas Ascorbionsäure zusetzte, und das Erhitzen weitere 45 Minuten fortsetzte.The temperature of the dispersion was raised to 80°C and tert-butyl peroxy-(2-ethylhexanoate) was added as a radical initiator to initiate an addition copolymerization of the hydrophobic monomers, which proceeded for 3 hours at 80°C. The addition polymerization was then completed by adding another small amount of the initiator together with some ascorbionic acid and heating was continued for a further 45 minutes.
Nach Stehen über Nacht wurde festgestellt, daß über 95% der Isocyanatgruppen unter Bildung von Poly(urethan-harnstoff) reagiert hatten, der als eine äußere Schale um einen inneren Kern aus Metylmethacrylat/Butylacrylat/Styrol-Additionscopolymer angeordnet war. Die Kern/Schale-Verbundteilchen von Nanogröße, die so hergestellt worden waren, wiesen eine "z"-mittlere Teilchengröße von 188 nm auf und umfaßten 50 Gew.-% Additionscopolymer Kern und 50 Gew.-% der Poly(urethan-harnstoff)-Schale. Die Teilchen wurden in einer wäßrigen Dispersion erhalten, die 41,8 Gew.-% Verbundteilchen und weniger als 0,1 Gew.-% restliches organisches Lösemittel enthielt. Es wurde festgestellt, daß die Teilchen eine Nenn-Säurezahl von 11,5 mg KOH/g des Poly(urethan-harnstoff)-Gehalts der Verbundteilchen aufwiesen.After standing overnight, it was found that over 95% of the isocyanate groups had reacted to form poly(urethane-urea) arranged as an outer shell around an inner core of methyl methacrylate/butyl acrylate/styrene addition copolymer. The nanosized core/shell composite particles thus prepared had a "z" average particle size of 188 nm and comprised 50 wt% addition copolymer core and 50 wt% poly(urethane-urea) shell. The particles were obtained in an aqueous dispersion containing 41.8 wt% composite particles and less than 0.1 wt% residual organic solvent. The particles were found to have a nominal acid number of 11.5 mg KOH/g of the poly(urethane urea) content of the composite particles.
Reaktant / Gew.-eingesetzte gReactant / weight g used
Methylmethacrylat 65,0Methyl methacrylate 65.0
Butylacrylat 41,2Butyl acrylate 41.2
Styrol 110,6Styrene 110.6
Neopentylglycol 19,4Neopentyl glycol 19.4
Neopentylglycol/Butandiol/Adipat (Mol.Gew. 1000) 93,6Neopentyl glycol/butanediol/adipate (mol.wt. 1000) 93.6
Methylen-di-phenyl-diisocyanat 105,2Methylene diphenyl diisocyanate 105.2
Entmineralisiertes Wasser 533,9Demineralized water 533.9
Anionisches Tensid: Natriumdioctylsulfosuccinat 14,0Anionic surfactant: Sodium dioctyl sulfosuccinate 14.0
Tertiärbutylperoxy-(2-ethylhexanoat)Tertiarybutylperoxy-(2-ethylhexanoate)
Erste Zugabe 4,3First encore 4.3
Zweite Zugabe 2,1Second encore 2.1
Ascorbinsäure als 5 Gew.-%ige Lösung in Wasser 10,7Ascorbic acid as a 5 wt.% solution in water 10.7
Gesamt 1000,0Total 1000.0
Bei einer Modifikation der obigen Prozedur wurden 0,01 g Dibutylzinndilaurat als Katalysator für die Kettenverlängerungsreaktion zugesetzt, und im Ergebnis waren die Poly(urethan-harnstoff)-Bildung und die Kettenverlängerung nach 2 Stunden im wesentlichen abgeschlossen.In a modification of the above procedure, 0.01 g of dibutyltin dilaurate was added as a catalyst for the chain extension reaction, and as a result, the poly(urethane-urea) formation and chain extension were essentially completed after 2 hours.
Eine Probe der wäßrigen Dispersion von Verbundteilchen, die gemäß diesem Beispiel hergestellt worden war, wurde mit 10% ihres Gewichts eines Koaleszenz-Colösemittels vermischt, das 1-Methoxy-2-hydroxypropah war. Die Mischung wurde unter Verwendung eines 200 um Blockaufträgers auf eine Glasoberfläche aufgetragen, bei 120ºC 30 Minuten getrocknet, auf Umgebungstemperatur (18ºC) abkühlen gelassen und dann bei dieser Temperatur 24 Stunden stehengelassen. Der getrocknete Überzug wurde dann dem Erichsen Pendel-Härtetest unterzogen, der die Härte direkt mit der Zeit korreliert, die benötigt wird, die Schwingung des Pendels völlig zu dämpfen. Der getrocknete Überzug erforderte eine Zeit, um das Pendel zu dämpfen, die mit der Zeit vergleichbar war, die bei einem entsprechenden Überzug benötigt wurde, der gemäß dem Stand der Technik hergestellt worden war.A sample of the aqueous dispersion of composite particles prepared according to this example was mixed with 10% by weight of a coalescing cosolvent which was 1-methoxy-2-hydroxypropane. The mixture was coated onto a glass surface using a 200 µm block coater, dried at 120°C for 30 minutes, allowed to cool to ambient temperature (18°C) and then allowed to stand at that temperature for 24 hours. The dried coating was then subjected to the Erichsen Pendulum Hardness Test which directly correlates hardness to the time required to completely dampen the oscillation of the pendulum. The dried coating required a time to dampen the pendulum which was comparable to the time required for a A corresponding coating was required which had been manufactured in accordance with the state of the art.
Beispiel 1 wurde wiederholt, jedoch unter Verwendung der Reaktanten, die in Tabelle 2 gezeigt sind, um die Eignung von alternativen Diolen zu zeigen.Example 1 was repeated but using the reactants shown in Table 2 to demonstrate the suitability of alternative diols.
Die erhaltene wäßrige Dispersion enthielt Verbundteilchen mit einer "z"-mittleren Teilchengröße von 209 nm und war auch nach 5 Minuten einer Scherung von 10 000/s noch stabil, die von einem ICI Kegel- und Platten-Viskosimeter ausgeübt wurde. Die Dispersion konnte bis zu einer Dicke von 200 um ausgezogen werden, woraufhin sie trocknete und einen klaren. Film einer guten Flexibilität lieferte, der eine Erichsen- Härte von 80 Sekunden nach 7 Tagen aufwies.The resulting aqueous dispersion contained composite particles with a "z"-average particle size of 209 nm and was stable after 5 minutes of shear at 10,000/s applied by an ICI cone and plate viscometer. The dispersion could be drawn out to a thickness of 200 µm, whereupon it dried to give a clear film of good flexibility, having an Erichsen hardness of 80 seconds after 7 days.
Reaktant / Gew.-eingesetzte gReactant / weight g used
Methylmethacrylat 66,4Methyl methacrylate 66.4
Butylacrylat 42,1Butyl acrylate 42.1
Styrol 112,9Styrene 112.9
¹ "Pripol" 2033 71,8¹ "Pripol" 2033 71.8
Neopentylglycol/²DMPA/Adipat (Molekulargewicht 1000) 62,1Neopentyl glycol/²DMPA/adipate (molecular weight 1000) 62.1
Methylen-di-phenyl-diisocyanat 69,7Methylene diphenyl diisocyanate 69.7
Entmineralisiertes Wasser 543,2Demineralized water 543.2
Anionisches Tensid: Natriumdioctyl- sulfosuccinat 14,3Anionic surfactant: sodium dioctyl sulfosuccinate 14.3
Tertiärbutylperoxy-(2-ethylhexanoat)Tertiarybutylperoxy-(2-ethylhexanoate)
Erste Zugabe 4,4First encore 4.4
Zweite Zugabe 2,2Second encore 2.2
Ascorbinsäure als 5 Gew.-%ige Lösung in Wasser 10,9Ascorbic acid as a 5 wt.% solution in water 10.9
10,710.7
Gesamt 1000,0Total 1000.0
¹ "Pripol" 2033 ist ein dimeres Diol, das aus einer Mischung von verzweigtkettigen C&sub3;&sub6;-Fettsäuren erhalten wurde und geliefert wird von Uniquema BV, Gouda, Niederlande.¹ "Pripol" 2033 is a dimeric diol obtained from a mixture of branched chain C36 fatty acids and is supplied by Uniquema BV, Gouda, the Netherlands.
² DMPA ist Dimethylolpropionsäure in einem Polyester, der sich ableitet von 55,5 Gew.-% Neopentylglycol, 11,6 Gew.-% DMPA und 52,2 Gew.-% Adipinsäure.² DMPA is dimethylolpropionic acid in a polyester derived from 55.5 wt% neopentyl glycol, 11.6 wt% DMPA and 52.2 wt% adipic acid.
Beispiel 2 wurde wiederholt, außer, daß die Reaktanten diejenigen waren, die in Tabelle 3 gezeigt sind, und die insbesondere einen Wechsel zu einem nicht-ionischen Tensid und einem Redox-Initiatorsystem zeigen. Die erste Auffrischzugabe des Initiators erfolgte 30 Minuten nach der ersten Zugabe des Initiators, und die zweite und dritte Auffrischzugabe erfolgten in gleicher Weise nach weiteren Intervallen von jeweils 30 Minuten.Example 2 was repeated except that the reactants were those shown in Table 3, and which particularly show a change to a non-ionic surfactant and a redox initiator system. The first make-up addition of initiator was made 30 minutes after the first initiator addition, and the second and third make-up additions were made in the same manner after further intervals of 30 minutes each.
Es wurde eine wäßrige Dispersion von Verbundteilchen erhalten, die der von Beispiel 2 sehr ähnlich war, außer, daß die Teilchen eine "z"-mittlere Teilchengröße von 217 nm aufwiesen. Die Dispersion lieferte einen ähnlichen harten getrockneten Film. Die Dispersion erwies sich vielversprechend als Schlichte für Glasfasern.An aqueous dispersion of composite particles was obtained that was very similar to that of Example 2, except that the particles had a "z" average particle size of 217 nm. The dispersion gave a similar hard dried film. The dispersion showed promise as a size for glass fibers.
Reaktant / Gew.-eingesetzte gReactant / weight g used
Butylacrylat 58,7Butyl acrylate 58.7
Styrol 81,7Styrene 81.7
Polypropoxylat (Molgewicht 2000) 56,2Polypropoxylate (molecular weight 2000) 56.2
Neopentylglycol 11,7Neopentyl glycol 11.7
Methylen-di-phenyl-diisocyanat 112,4Methylene diphenyl diisocyanate 112.4
Entmineralisiertes Wasser 323,7Demineralized water 323.7
Nicht-ionisches Tensid: "Synperonic" F88 14,0Non-ionic surfactant: "Synperonic" F88 14.0
543,2543.2
14,314.3
Redox Initiator:Redox Initiator:
OxidationsmittelOxidizing agents
Wasserstoffperoxid (10%-ige Lösung) 16,5Hydrogen peroxide (10% solution) 16.5
Entmineralisiertes Wasser 18,1Demineralized water 18.1
ReduktionsmittelReducing agent
Ascorbinsäure (5%-ige Lösung) 18,8Ascorbic acid (5% solution) 18.8
Entmineralisiertes Wasser 18,1Demineralized water 18.1
Auffrischinitiator (1)Refresher initiator (1)
Wassetstoffperoxid (10%-ige Lösung) 3,2Hydrogen peroxide (10% solution) 3.2
Ascorbinsäure (5%-ige Lösung) 3,5Ascorbic acid (5% solution) 3.5
Auffrischinitiator (2) 3,2Refresher initiator (2) 3.2
Wasserstoffperoxid (10%-ige Lösung) 3,5Hydrogen peroxide (10% solution) 3.5
Ascorbinsäure (5%-ige Lösung)Ascorbic acid (5% solution)
Auffrischinitiator (3)Refresher initiator (3)
Wasserstoffperoxid (10%-ige Lösung) 3,2Hydrogen peroxide (10% solution) 3.2
Ascorbinsäure (5%-ige Lösung) 3,5Ascorbic acid (5% solution) 3.5
Gesamt 750,0Total 750.0
Die Zeichnungen, die dieser Beschreibung beigefügt sind, illustrieren mögliche Reaktionsschemata, die bei existierenden Verfahren angewandt werden.The drawings accompanying this description illustrate possible reaction schemes used in existing processes.
Fig. 1 zeigt ein Reaktionsschema für die Bildung eines gewöhnlichen Polyurethan-Präpolymers.Fig. 1 shows a reaction scheme for the formation of a common polyurethane prepolymer.
Fig. 2 zeigt ein Reaktionsschema für die Kettenverlängerung des Präpolymers, das in Fig. 1 gezeigt ist, mit Hydrazin.Figure 2 shows a reaction scheme for the chain extension of the prepolymer shown in Figure 1 with hydrazine.
Claims (14)
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| GBGB0014762.9A GB0014762D0 (en) | 2000-06-17 | 2000-06-17 | A process for making poly(urethane-urea) addition polyner composite particles which can be obtained as aqueous dispersions |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE60100077D1 DE60100077D1 (en) | 2003-02-13 |
| DE60100077T2 true DE60100077T2 (en) | 2003-10-02 |
Family
ID=9893793
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE60100077T Expired - Lifetime DE60100077T2 (en) | 2000-06-17 | 2001-06-15 | A process for the production of poly (urethane-urea) / addition polymer composite particles |
Country Status (10)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP1164150B1 (en) |
| CN (1) | CN1234747C (en) |
| AT (1) | ATE230768T1 (en) |
| AU (1) | AU8575701A (en) |
| BR (1) | BR0111753B1 (en) |
| CA (1) | CA2410372C (en) |
| DE (1) | DE60100077T2 (en) |
| ES (1) | ES2190999T3 (en) |
| GB (1) | GB0014762D0 (en) |
| WO (1) | WO2001098391A2 (en) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1338635B2 (en) * | 2002-02-22 | 2020-10-14 | Jowat AG | Polyurethan compositions with low content of diisocyanat monomer(s) |
| DE102004060139A1 (en) * | 2004-12-13 | 2006-06-29 | Bayer Materialscience Ag | Solid-rich polyurethane-polyurea dispersions |
| US7569650B2 (en) | 2007-07-17 | 2009-08-04 | Hewlett-Packard Development Company, L.P. | Compositions and methods for producing latexes containing urethanes |
| US10100220B2 (en) | 2011-08-22 | 2018-10-16 | BASF Japan, Ltd. | Water-based coating composition and method for forming multilayer coating film using said composition |
| CN111234124B (en) * | 2020-03-16 | 2020-12-15 | 中国科学院兰州化学物理研究所 | A solvent-free room temperature self-crosslinking waterborne polyurethane-acrylate emulsion and preparation method thereof |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4644030A (en) * | 1985-02-01 | 1987-02-17 | Witco Corporation | Aqueous polyurethane - polyolefin compositions |
| JP3051443B2 (en) * | 1990-11-20 | 2000-06-12 | 根上工業株式会社 | Polymer beads and method for producing the same |
| US5872182A (en) * | 1994-09-09 | 1999-02-16 | H. B. Fuller Licensing & Financing, Inc. | Water-based polyurethanes for footwear |
| JPH10338732A (en) * | 1997-06-09 | 1998-12-22 | Toyo Ink Mfg Co Ltd | Production of water-based urethane composite resin |
-
2000
- 2000-06-17 GB GBGB0014762.9A patent/GB0014762D0/en not_active Ceased
-
2001
- 2001-06-15 CN CN01814118.8A patent/CN1234747C/en not_active Expired - Fee Related
- 2001-06-15 DE DE60100077T patent/DE60100077T2/en not_active Expired - Lifetime
- 2001-06-15 WO PCT/EP2001/006876 patent/WO2001098391A2/en not_active Ceased
- 2001-06-15 ES ES01202309T patent/ES2190999T3/en not_active Expired - Lifetime
- 2001-06-15 AT AT01202309T patent/ATE230768T1/en not_active IP Right Cessation
- 2001-06-15 CA CA002410372A patent/CA2410372C/en not_active Expired - Fee Related
- 2001-06-15 AU AU85757/01A patent/AU8575701A/en not_active Abandoned
- 2001-06-15 EP EP01202309A patent/EP1164150B1/en not_active Expired - Lifetime
- 2001-06-15 BR BRPI0111753-0A patent/BR0111753B1/en not_active IP Right Cessation
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| AU8575701A (en) | 2002-01-02 |
| EP1164150B1 (en) | 2003-01-08 |
| DE60100077D1 (en) | 2003-02-13 |
| WO2001098391A3 (en) | 2002-03-21 |
| ATE230768T1 (en) | 2003-01-15 |
| GB0014762D0 (en) | 2000-08-09 |
| BR0111753A (en) | 2003-09-16 |
| ES2190999T3 (en) | 2003-09-01 |
| EP1164150A1 (en) | 2001-12-19 |
| CN1234747C (en) | 2006-01-04 |
| CN1446235A (en) | 2003-10-01 |
| CA2410372A1 (en) | 2001-12-27 |
| BR0111753B1 (en) | 2010-12-28 |
| WO2001098391A2 (en) | 2001-12-27 |
| CA2410372C (en) | 2008-07-29 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| DE60115001T2 (en) | AQUEOUS POLYMERIC COMPOSITION AS A COATING AGENT | |
| DE69020814T2 (en) | Process for the preparation of aqueous polyurethane dispersions. | |
| EP0919579B1 (en) | Storage-stable self-crosslinking hybrid dispersions | |
| DE69502388T2 (en) | COMPOSITION OF MULTIPLE INTERPRETING POLYMER STRUCTURES | |
| EP0392352B1 (en) | Aqueous dispersions of high energy radiation curable polyurethanes | |
| DE69809078T2 (en) | AQUEOUS POLYMER DISPERSIONS | |
| DE69613894T2 (en) | Two-component aqueous cross-linkable hybrid polyurethane-acrylate systems | |
| EP1807461B1 (en) | Aqueous polyurethane dispersions made from hydroxymethyl containing polyester polyols derived from faty acids | |
| DE3876557T2 (en) | METHOD FOR PRODUCING AQUEOUS POLYMER DISPERSIONS. | |
| EP1391471B1 (en) | Polyurethane-polyacrylatehybrid coating | |
| DE69510694T2 (en) | Grafting method | |
| DE2931044C2 (en) | ||
| DE68918014T2 (en) | Aqueous dispersions of urethane acrylate polymers and their use in paints. | |
| DE60217546T2 (en) | AQUEOUS COATING COMPOSITIONS CONTAINING POLYURETHANE ACRYLIC HYBRID POLYMER DISPERSIONS | |
| DE2744544A1 (en) | Aqueous UREA-URETHANE DISPERSIONS | |
| DE60017093T2 (en) | METHOD FOR PRODUCING ANIONIC AQUEOUS POLYMER DISPERSIONS CONTAINING NO VOLATILE TERTIARY AMINE, THE MANUFACTURED DISPERSION AND THE COATING BASED THEREFOR | |
| DE69002202T2 (en) | Acidic isocyanate end group prepolymers, salt prepolymers and polymers thereof. | |
| DE69312656T2 (en) | Radiation-curable polyurethane emulsion compositions | |
| DE60122548T2 (en) | AQUEOUS ALKYD AND VINYL POLYMER DISPERSIONS | |
| DE60100077T2 (en) | A process for the production of poly (urethane-urea) / addition polymer composite particles | |
| DE69906781T2 (en) | AQUEOUS RESIN DISPERSION | |
| EP3303438B1 (en) | Vinyl-terminated prepolymers with low viscosity and good water solubility | |
| EP0522675B1 (en) | Process for the preparation of aqueous emulsions of block-copolymers and their use | |
| EP0934964B1 (en) | Polyurethane-polyacrylate hybrid dispersions containing allophanate groups | |
| DE69811063T2 (en) | AQUEOUS COATING COMPOSITION |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| 8364 | No opposition during term of opposition |